Chương II: Phân tích, tính toán và lựa chọn sơ đồ
V, Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực
2. Bảo vệ quá dòng cho van bán dẫn
- Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động cắt mạch khi có quá tải hay xảy ra ngắn mạch Tiristor, ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp, ngắn mạch ở chế độ nghịch lưu.
- Chọn Aptomat có các thông số yêu cầu sau:
+ Dòng điện làm việc chạy qua Aptomat:
Ilv = I1 = 2,7 A
Dòng điện Aptomat cần chọn:
Idm = 1,1.Ilv = 1,1.2,7 = 2,97 A Udm = 220 V
Chỉnh định dòng ngắn mạch: Inm = 2,5.Ilv = 2,5.2,7 = 6,75 A Dòng quá tải: Iqt = 1,5.Ilv = 1,5.2,7 = 4,05 A
- Chọn cầu dao có dòng điện định mức: Icd = 1,1.Ilv = 1,1.2,7 = 2,97 A Cầu dao để tạo khoảng cách an toàn khi sửa chữa hệ thống, và cắt bộ nguồn chỉnh lưu khỏi nguồn cấp khi cần thiết.
- Dùng cầu chì tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch + Nhóm cầu chì 1cc: I1cc = 1,1.I2 =1,1.10,65 = 11,72 A
+ Nhóm cầu chì 3cc: I3cc = 1,1.Id = 1,1.15 = 16,5 A
- Do mạch chỉnh lưu ta dùng biến áp có trung tính, tức là nguồn cấp cho van bán dẫn được lấy từ biến áp chứ không từ lưới, mà biến áp là một khâu trễ, tức là nó lọc được các xung điện áp không biến đổi sang bên thứ cấp, cho nên mạch bảo vệ xung điện áp từ lưới là không cần thiết.
VI, Tính toán các thông số của mạch điều khiển:
1, Nguyên lý điều khiển:
Điều khiển Tiristor trong sơ đồ chỉnh lưu hiện nay hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau, thường gặp là điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính.
Nguyên lý điều khiển này có thể được mô tả trên hình…:
Hình 12: Các đường cong điện áp quá trình điều khiển van
Ta có điện áp hình sin Udf đặt vào Anod của Tiristor, để có thể điều khiển được góc mở van α của Triristor ta cần tạo một điện áp tựa dạng răng cưa URC như trên sơ đồ hình trên, điện áp răng cưa này được so sánh với điện áp
Udf
Urc Udk
Xdk Ud
thì ta phát xung mở Triristor Xdk, Triristor sẽ được mở từ khi có xung điều khiển cho tới cuối bán kỳ, hoặc cho tới khi nào dòng điện I =0.
2, Sơ đồ khối mạch điều khiển:
Để có thể điều khiển được van bán dẫn đóng mở theo nguyên lý đã nêu ở trên, ta cần mạch điều khiển với 3 sơ đồ khối được nêu ở hình…:
Hình 13: Sơ đồ khối mạch điều khiển
Khâu đồng pha có nhiệm vụ tạo điện áp tựa dạng răng cưa URC, thông thường là điện áp tựa răng cưa dạng tuyến tính, trùng pha với điện áp anod của Triristor.
Khâu so sánh nhận tín hiệu điện áp răng cưa và điện áp điều khiển, thực hiện công việc so sánh giữa 2 điện áp, và tại thời điểm hai điện áp bằng nhau (URC = Udk) thì phát xung điều khiển Triristor gửi sang tầng khuếch đại (khâu tạo xung).
Khâu tạo xung có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Tiristor, với yêu cầu của xung mở Tiristor là có sườn trước dốc thẳng đứng, để đảm bảo xung loại này là xung kim hoặc xung chữ nhật, đủ độ rộng và công suất để mở được van, và đảm bảo là cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực.
Xdk Xdk
Mạch điều khiển chỉnh lưu cả chu kỳ với biến áp có trung tính gồm 2 kênh điều khiển. Mỗi kênh sẽ tạo xung tương ứng cho từng van T1 và T2 khi đến nửa chu kỳ dương của điện áp hay nửa chu kỳ âm của nó.
Ta có sơ đồ dạng điện áp qua bộ điều khiển xét cho kênh điều khiển van T1 như hình …
*, Theo sơ đồ điều khiển hình trên:
- Khâu đồng pha:
Điện áp từ biến áp được đưa qua trở R1 và qua khuếch đại thuật toán A1 ta sẽ có điện áp ở B có dạng xung vuông, khi điện áp UB >0, Tr1 đóng, mạch tích phân R3 và C1 hoạt động, cho điện áp đầu ra có dạng răng cưa ( Ra V
3 1
U .dt U = −∫R .C
), khi điện áp UB<0 Tr1 mở thông sẽ ngắn mạch A2 và cho điện áp đầu ra là 0.
- Khâu so sánh:
Khâu so sánh nhận điện áp từ khâu đồng pha đưa sang qua R4, tuy nhiên điện áp này là âm, tức là đồ thị nằm dưới trục hoành, để kéo đồ thị điện áp tựa này lên trên trục hoành, ta đưa vào cổng cộng 1 điện áp dương qua R5. Điện áp điều khiển được đưa vào so sánh qua trở R6. Và khi nào điện áp Udk
= URC thì đầu ra của A3 sẽ phát xung để
đưa sang khâu tạo xung.
- Khâu tạo xung:
Khâu tạo xung nhận xung điều khiển từ A3
qua C2 và R7 để tạo thời gian trễ đủ thời gian để mở van tx đưa qua biến áp xung là khâu khuếch đại để phát xung điều khiển mở các van T1 và T2.
Hình 15: Sơ đồ dạng điện áp của một kênh điều khiển của mạch điều khiển